威恒电子电动夹爪WEF-MHZ2-20A-10-2N（步进伺服电机驱动型）在医疗设备夹取试管的应用案例

一、前提摘要：

在现代医疗诊断领域，特别是大型医院检验科、第三方独立实验室（ICL）以及高端研发机构中，血液、尿液、核酸等样本的试管处理量正呈指数级增长。传统的人工分拣、移液、上样操作不仅效率低下，成为实验室流程的瓶颈，更因其高度的重复性和疲劳性，极易导致操作失误，如试管滑落、碰撞、样本洒漏等。这不仅造成珍贵样本的损失和试剂浪费，更可能引发严重的生物安全风险和样本交叉污染，影响诊断结果的准确性。

为应对这一挑战，医疗自动化设备制造商致力于开发全自动样本处理系统，如自动化样本分拣机、离心机加载机、样本分析前处理系统等。而这些系统的核心关键之一，便是需要一个能够替代人手，精准、可靠、柔性且洁净地完成试管抓取任务的末端执行器。威恒电子推出的高性能电动夹爪，以其突破性的技术特性，完美满足了这些严苛需求，正逐步成为新一代医疗自动化设备的标配。

二、工作原理：

威恒电子电动夹爪是一款集成了伺服电机、高精度减速机构、力传感器和控制器于一体的智能化执行部件。其工作原理可简述如下：

指令接收：上位机（如PLC或工控机）根据系统流程，通过总线（如EtherCAT、CANopen）或IO信号向夹爪的控制器发出指令，指令内容包含目标开合位置、抓取速度及抓取力值。

精准驱动：控制器接收到指令后，驱动内置的高性能无刷伺服电机旋转。电机的旋转运动通过精密的行星减速机构传递，转化为手指的高精度、平稳的直线开合运动。

实时反馈与闭环控制：在整个运动过程中，内置的编码器实时反馈电机转速和位置信息，形成位置闭环，确保手指能准确停在指令设定的任意开度。同时，集成的力传感器持续监测夹持力，形成力闭环。当夹持力达到预设值时，控制器会立即停止电机施力，确保以恰到好处的力稳定持握试管，避免因力过大捏碎试管或力过小导致试管滑落。

动作执行：完成抓取后，夹爪保持设定力值，由机器人或直线模组将其运送至目标位置（如试管架、离心机或扫码器），随后执行释放动作。

这种基于伺服电机和双闭环控制的工作原理，赋予了电动夹爪无与伦比的精确性、灵活性和智能性。

三、电动夹爪的性能参数优势：

在医疗试管处理这一特定场景下，威恒电动夹爪的性能优势表现得淋漓尽致：

1. 自适应行程，实现一爪多用

医疗试管的规格繁杂多样，直径从Φ12mm的标准采血管到Φ15mm、Φ16mm甚至更大的样本管并存。威恒电动夹爪的开合行程可在0至10mm，也可自己加夹头。同一套夹爪无需任何机械调整或更换零件，仅需一条指令即可自适应抓取不同直径的试管。这极大地增强了自动化设备的处理柔性，简化了机械设计，降低了设备制造商和终端用户的备件库存与维护复杂度。

2. 结构紧凑，体积小巧

医疗自动化设备内部空间堪称“寸土寸金”，特别是在需要密集布置试管架和多种功能模块的前处理系统中。威恒电动夹爪采用一体化设计，摒弃了气动方案中必需的气缸、电磁阀、气管接头等繁杂部件，本体体积非常小巧。这使得它能轻松安装于六轴协作机器人或小型直线模组末端，在密集的试管丛林中进行灵巧作业，无需为避让而增大设备整体尺寸，优化了工作站布局和运动路径。

3. 无需气源，洁净节能

传统气动方案依赖压缩空气，而空压机能耗高、噪音大，其产生的压缩空气中可能含有油分、水分和颗粒物杂质。这些污染物在洁净要求极高的医疗环境中是致命的潜在风险。威恒电动夹爪完全由电力驱动，彻底摆脱了对气源的依赖。这不仅从根本上消除了气源污染的可能性，符合GMP/GLP等规范，还使得设备部署更加简单快捷（仅需连接一根线缆），显著降低了设备运行能耗和维护成本，同时营造了更安静的实验室环境。

4. 精准力控，安全可靠

这是电动夹爪相较于任何传统方案最核心的优势，自适应抓取，夹到试管就停

防破损：抓取玻璃试管或薄壁塑料管时，感应到试管就会停止抓取，确保万无一失。

防滑落：对于表面光滑或有冷凝水的试管，精准的恒力握持能有效防止在高速移动中发生滑脱事故。

保护标签：过大的夹持力会损坏试管上的标签或条码，导致信息丢失。电动夹爪的自适应行程，夹头抓到试管就会停止继续抓取，在稳固抓取管身的同时，完美避开并保护标签信息区，确保后续扫码流程100%成功。

四、 威恒电动夹爪实际痛点解决：

电动夹爪 vs 气动夹爪在医疗试管应用中的对比

五、威恒电动夹爪的实际应用成效：

某全球领先的体外诊断（IVD）设备制造商在其新一代全自动样本分拣系统中，批量集成了威恒电子的二爪型系列电动夹爪。

应用流程：系统通过高分辨率相机识别传送带上流动的试管→机器人引导夹爪移动至试管正上方→夹爪根据接收到的试管直径数据，自动调整开度并下移→以预设的安全抓取力可靠夹持试管→机器人将试管运送至高速扫码器进行信息录入→最终根据LIS（实验室信息系统）指令，将试管精准放置到指定的目标试管架格位中。

成效数据：

效率提升：实现了24小时不间断高效作业，试管处理速度稳定在每小时1500管以上，比人工操作效率提升超400%。

可靠性：力控抓取的成功率高达99.99%，在长达一年的实际运行中，未发生一例因抓取力不当导致的试管破损或样本洒漏，试管和标签的完好率为100%。

兼容性与柔性：单台设备成功处理了超过10种不同品牌和规格的试管，切换时无需任何硬件调整，仅需调用不同程序配方，极大提升了设备的市场适应性。

运维成本：省去了空压机及每年对其的维护费用，设备整体能耗下降约30%。同时，基于状态的预测性维护减少了意外停机。

数据与溯源：通过与扫码流程的无缝配合，实现了每一个样本的全程追踪，数据录入准确率达到100%，为实验室质量管理提供了坚实保障。

六、客户实际应用图:

七、部门核心研发能力介绍：

广州市威恒电子有限公司电动夹爪部门，专注与电动夹爪的研发与生产，以创新驱动发展，为客户提供更可靠、更智能的电动夹爪解决方案。经过十余年的技术积累和市场验证，我们已发展成为无人化、智能化设备、医疗设备等领域电动夹爪夹取解决方案的核心供应商。我们期待与更多行业伙伴合作，共同推动工业自动化水平的提升。

如需更详细的技术参数或定制服务，请联系威恒电子余工13825159505

八、结论：

威恒电子电动夹爪在医疗试管处理中的应用成功表明，其高度智能化、集成化和柔性化的特性，是推动医疗自动化迈向更高水平的关键赋能技术。其自适应行程功能提供了无与伦比的流程柔性；紧凑的体积适应了苛刻的安装空间；无需气源的特性奠定了洁净、安全与便捷的基石；而最核心的精准力控能力，则是保障样本安全、实现可靠操作的终极武器。

该案例不仅为解决医疗自动化领域的长期痛点提供了完美方案，也为整个高端装备制造领域树立了智能化升级的典范。随着精准医疗和自动化技术的深度融合，威恒电子电动夹爪必将在更多的生命科学应用场景（如细胞操作、药物分装、微孔板处理等）中发挥不可或缺的作用，持续为人类健康事业创造价值。